CN103174421B - 自控水力破岩截齿 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自控水力破岩截齿，包括齿柄，所述齿柄前端设置齿尖喷咀体，齿柄尾端伸入齿座内腔，所述齿座内腔设置阀套，所述阀套内壁靠近齿柄前端的一侧设有环形凸起，齿柄尾端设有与阀套相适配的环形轴肩，所述环形轴肩上开设有环形凹槽；所述齿尖喷咀体和齿柄沿轴向分别开设有相互导通的喷孔和中心流道，所述环形凹槽底部沿径向开设有齿柄径向高压水通孔，环形轴肩靠近齿柄尾端的一侧沿径向开设有微阻尼孔，所述齿柄径向高压水通孔和微阻尼孔均与中心流道相导通，齿座沿径向开设有高压水进水孔。本发明的截齿从齿尖中直接喷出高压水射流，射流流量可控，灭尘效果好。

Description

自控水力破岩截齿

技术领域

本发明涉及一种自控水力破岩截齿，尤其是一种适用于高压水射流采煤机、掘进机、凿岩机的自控水力破岩截齿。

背景技术

目前，普通镐型截齿截割高硬度的岩石，存在粉尘大、火花易致爆炸、截齿难以冷却、磨损大等问题，采用高压水射流和普通镐型截齿联合破碎硬岩，是比较好的方法。但是现有技术中，采用的喷咀与截齿分开布置，由于受采掘机械截齿安装位置、喷嘴靶距、压力等因素影响，高压水射流不能有效作用于截齿破碎的裂纹，能量损耗大，不能满足高效低耗破碎要求及最佳灭尘效果，并且在井下射流流量难以控制，易在井下形成水灾，影响工作面效率。

发明内容

发明目的：本发明的目的是针对已有技术中存在的问题，提供一种能够破碎硬岩，控制流量，灭尘效果较好的自控水力破岩截齿。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种自控水力破岩截齿，包括齿柄，所述齿柄前端设置齿尖喷咀体，齿柄尾端伸入齿座内腔，所述齿座内腔设置阀套，所述阀套内壁靠近齿柄前端的一侧设有环形凸起，齿柄尾端设有与阀套相适配的环形轴肩，所述环形轴肩上开设有环形凹槽；

所述齿尖喷咀体沿轴向开设有喷孔，所述齿柄沿轴向开设有中心流道，所述喷孔和中心流道相互导通，所述环形凹槽底部沿径向开设有齿柄径向高压水通孔，环形轴肩靠近齿柄尾端的一侧沿径向开设有微阻尼孔，所述齿柄径向高压水通孔和微阻尼孔均与中心流道相导通，齿座沿径向开设有高压水进水孔；

当齿柄向前移动直至环形轴肩抵于环形凸起时，高压水进水孔、微阻尼孔和中心流道依次导通，当齿柄向后移动直至齿柄尾端抵于齿座内腔底部时，高压水进水孔和齿柄径向高压水通孔和中心流道依次导通。

在本发明中，进一步的，所述齿尖喷咀体的喷孔呈内锥形，且喷孔位于齿尖喷咀体的中心。

在本发明中，进一步的，所述齿座内腔底部设有泄漏孔。

在本发明中，进一步的，所述阀套与齿座内腔的接触面上设有O型密封圈Ⅰ，齿柄尾端与齿座内腔的接触面上设有O型密封圈Ⅱ，环形轴肩与阀套的接触面上设有O型密封圈Ⅲ。

本发明具有以下优点：

(1)截齿从齿尖中直接喷出高压水射流，能积极抑制粉尘并充分扩展截齿产生的裂纹，从而达到比截齿单独破碎以及喷咀与截齿分开布置破碎更高效低耗的效果；

(2)可以持续喷射低压水，最大限度地减少无用射流流量消耗，节省水量，同时消除了高压水喷出时间滞后以及喷咀易堵塞的问题；

(3)截齿的齿尖喷咀体与齿柄焊接，截齿强度高；

(4)截齿外形普通截齿一样，在现有采掘机械上装卸方便，具有广泛的实用性。

附图说明

图1是本发明的一种自控水力破岩截齿高压水通道开启结构图；

图2是本发明的一种自控水力破岩截齿高压水通道关闭结构图。

图3是本发明的一种自控水力破岩截齿局部放大结构图。

图中：1、齿尖喷咀体；2、齿柄；3、弹性挡圈；4、O型密封圈Ⅰ；5、阀套；6、高压水密封面；7、齿座；8、O型密封圈Ⅱ；9、O型密封圈Ⅲ；10、截面Ⅰ；11、齿柄径向高压水通孔；12、截面Ⅱ；13、高压水进水孔；14、微阻尼孔；15、截面Ⅲ；16、泄漏孔，17、环形凸起，18、环形轴肩，19、环形凹槽。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1至3所示，本发明的自控水力破岩截齿包括齿尖喷咀体1、齿柄2、阀套5和齿座7。齿柄2前端焊接固定齿尖喷咀体1，齿柄2尾端伸入齿座7内腔；在齿座7内腔通过弹性挡圈3固定阀套5，阀套5内壁靠近齿柄2前端的一侧设有环形凸起17；在齿柄2尾端设有与阀套5相适配的环形轴肩18，环形轴肩18上开设有环形凹槽19。齿尖喷咀体1沿轴向开设有喷孔，齿柄2沿轴向开设有中心流道，喷孔和中心流道相互导通，齿尖喷咀体1的喷孔呈内锥形，且喷孔位于齿尖喷咀体1的中心；环形凹槽19底部沿径向开设有齿柄径向高压水通孔11；环形轴肩18靠近齿柄2尾端的一侧沿径向开设有微阻尼孔14，齿柄径向高压水通孔11和微阻尼孔14均与中心流道相导通；齿座7沿径向开设有高压水进水孔13。此外，齿座7内腔底部设有泄漏孔16，阀套5与齿座7内腔的接触面上设有O型密封圈Ⅰ4，齿柄2尾端与齿座7内腔的接触面上设有O型密封圈Ⅱ8，环形轴肩18与阀套5的接触面上设有O型密封圈Ⅲ9。

工作原理：

如图1所示，齿柄2尾端在齿座7内腔主要有三个高压水作用截面，这三个高压水作用截面分别为：位于环形凹槽19内的截面Ⅰ10和截面Ⅱ12，以及位于环形轴肩18靠近齿柄2尾端一侧的截面Ⅲ15。当高压水经高压水进水孔13进入从齿座7内腔后，由于高压水作用在截面Ⅰ10和截面Ⅱ12上的力相抵消，所以齿柄2所受合力为高压水作用在截面Ⅲ15上的力，该力使得齿柄2向前移动，直至环形轴肩18抵于环形凸起17。如图2所示，此时齿柄2与阀套5之间形成高压水密封面6，高压水进水孔13和齿柄径向高压水通孔11被阀套5隔断，高压水通道关闭。由于齿柄2上开有微阻尼孔14，在高压水通道关闭时，齿柄2的中心流道保持一定的低压水，齿尖喷咀体1时刻保持喷出稳定的低压水，如果粉尘进入齿尖喷咀体1的喷孔并将喷孔堵塞，这时截齿内低压水立刻由于停止流动变为高压水，将粉尘喷出后，恢复为低压水。

如图1所示，当截齿截割硬岩时，齿柄2受截割阻力整体向后后移，直至齿柄2尾端抵于齿座7内腔底部，此时齿柄2与阀套5之间的高压密封面6消失，高压水通道完全打开。由于齿柄2中心流道已充满低压水，高压水通道一打开，高压水通过齿柄径向高压水通孔11至中心流道的水射流流量迅速增大，进而水射流速度升高，冲击动能以三次方关系迅速增大，高压水信号及时、准确通过流体传递到齿尖喷咀体1，保证喷出高压水与截齿受力同步。并且当高压水通道完全打开时，齿柄2后端面与齿座7接触，保证截齿截割的稳定性。

如图2所示，当截齿破碎硬岩后，截齿脱离破碎岩石而卸载受力，由于齿柄2所受高压水作用使得齿柄2向前移动，齿柄2与阀套5之间形成高压水密封面6，高压水通过齿柄2上的微阻尼孔14转为低压水保持喷射，最大限度地减少无用射流流量消耗，节省水量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种自控水力破岩截齿，其特征在于：包括齿柄(2)，所述齿柄(2)前端设置齿尖喷咀体(1)，齿柄(2)尾端伸入齿座(7)内腔，所述齿座(7)内腔设置阀套(5)，所述阀套(5)内壁靠近齿柄(2)前端的一侧设有环形凸起(17)，齿柄(2)尾端设有与阀套(5)相适配的环形轴肩(18)，所述环形轴肩(18)上开设有环形凹槽(19)；

所述齿尖喷咀体(1)沿轴向开设有喷孔，所述齿柄(2)沿轴向开设有中心流道，所述喷孔和中心流道相互导通，所述环形凹槽(19)底部沿径向开设有齿柄径向高压水通孔(11)，环形轴肩(18)靠近齿柄(2)尾端的一侧沿径向开设有微阻尼孔(14)，所述齿柄径向高压水通孔(11)和微阻尼孔(14)均与中心流道相导通，齿座(7)沿径向开设有高压水进水孔(13)；

当齿柄(2)向前移动直至环形轴肩(18)抵于环形凸起(17)时，高压水进水孔(13)、微阻尼孔(14)和中心流道依次导通，当齿柄(2)向后移动直至齿柄(2)尾端抵于齿座(7)内腔底部时，高压水进水孔(13)和齿柄径向高压水通孔(11)和中心流道依次导通；

所述齿尖喷咀体(1)的喷孔呈内锥形，且喷孔位于齿尖喷咀体(1)的中心。

2.根据权利要求1所述的一种自控水力破岩截齿，其特征在于：所述齿座(7)内腔底部设有泄漏孔(16)。

3.根据权利要求2所述的一种自控水力破岩截齿，其特征在于：所述阀套(5)与齿座(7)内腔的接触面上设有O型密封圈Ⅰ(4)，齿柄(2)尾端与齿座(7)内腔的接触面上设有O型密封圈Ⅱ(8)，环形轴肩(18)与阀套(5)的接触面上设有O型密封圈Ⅲ(9)。